孔板流量计孔流系数及孔径

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孔板是一种非常成熟的流量测量方式，依据各类不一样的负荷，会采用不一样方式的孔板。普遍的有标准孔板、圆缺孔板、轴力孔板、1／4圆孔板等。
标准孔板流量计可用通常清洁，粘度很小的物质；圆缺孔板可用粘度较高，较为脏的物质；1／4圆孔板适用于粘度较高，水流量较小的物质；轴力孔板适用于包括液体粉尘两相流的流量测量。
目前在孔板流量计计算中针对性的应属ISO5167中的有关表达式，根据不同流介特性选择不同方法孔板。选型中非常重要的某些都是，在这类负载下，当多种类型孔板能够采用的那时候，由于标准孔板的制做规范是经长期、许多实验推导出来的，有很高的可信性，应尽量选用符合ISO5167—2或GB／T2624_93规范的标准孔板，如果加工厂按标准挤压加工，其留量是无需校正的，并不是标准孔板及绝大部分别的流量计原装时务必需经行业的检测校正。
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..化工原理实验报告ExperimentalReportofPrincipleoftheChemicalEngineering实验题目Topicofexperiment孔板流量计的校核试验班级组Class___15级化工2____Group二姓名Name日期Date___2017.10.26____上海师范大学生环学院化学系SHANGHAINORMALUNIVERSITYLIFEANDENVIRONMENTALSCIENCECOLLEGEDEPARTMENTOFCHEMISTRY..一、实验目的（Purposeofexperiment）1.熟悉孔板流量计、文丘里流量计的构造、性能及安装方法。2.掌握流量计的标定方法之一容量法。3.测定孔板流量计、文丘里流量计的孔流系数与雷诺准数的关系。二、基本原理（Summaryoftheory）孔板流量计是根据流体的动能和势能相互转化原理而设计的，流体通过锐孔时流速增加，造成孔板前后产生压强差，可以通过引压管在压差计或差压变送器上显示。其基本构造如图1所示。若管路直径为d1，孔板锐孔直径为d0，流体流经孔板前后所形成的缩脉直径为d2，流体的密度为ρ，则根据柏努利方程，在界面1、2处有21/up考虑到实验误差及能量损失等因素，用系数C加以校正21/uCp图1孔板流量计对于不可压缩流体，根据连续性方程可知，代入上式并整理可得01Au?..0012/CpuA令0201则0/uCp?根据和即可计算出流体的体积流量0uA?/200pAV?或0igRCAu式中－流体的体积流量，m3/s；V－U形压差计的读数，m；R－压差计中指示液密度，kg/m3；i?－孔流系数，无因次；0C由孔板锐口的形状、测压口位置、孔径与管径之比和雷诺数Re所决定，具体数值由实验测定。当孔径与管径之比为一定值时，Re超过某个数值后，接近于常数。一般工业0C上定型的流量计，就是规定在为定值的流动条件下使用。值范围一般为0.6～0.7。0C..三、设备和流程图（EquipmentandFloeChartEquipment）实验装置如图2所示。主要部分由循环水泵、流量计、U型压差计、温度计和水槽等组成，实验主管路为1寸不锈钢管（内径25mm）。图2流量计校合实验示意图四、实验步骤（ProceduresofExperiment）1.熟悉实验装置，了解各阀门的位置及作用。启动离心泵。2.对装置中有关管道、导压管、压差计进行排气，使倒U形压差计处于工作状态。3.对应每一个阀门开度，用容积..法测量流量，同时记下压差计的读数，按由小到大的顺序12个数据点，前..密后疏。4.测量流量时应保证每次测量中，计量桶液位差不小于100mm或测量时间为1min。5.主要计算过程如下（1）根据体积法（秒表配合计量筒）算得流量V（m3/h）；（2）根据，孔板取喉径d0＝15.347mm，文丘里取喉径d＝12.403mm；24dVu（3）读取流量V（由闸阀开度调节）对应下的压..差计高度差R，根据02/uCp?和，gR求得C0值。（4）根据，求得雷诺数，其中d取对应的d0值。du?Re（5）在坐标纸上分别绘出孔板流量计的－Re图。0C五、原始记录（Originalrecords）计量桶底面积为0.1㎡流量Vm3/h序号时间s高度㎝水温t℃压差mmH2O1604.4000118588.40001185884..4608.4000118588.4000118588.4000118588.4000118588.40001185884000118588406116023.4000118588.527615查文献数据得27摄氏度下纯水密度粘度μ0.8545（Pa）六、数据处理及结果（SimplecalculationsandResults）计算示例，以序号1为例1）流量V底面积..2）流速m/s（d取喉径24dVud015.171mm）3）孔板压降△P4）孔流系数C05）雷诺数du?Re序号流量Vm3/h流速u0m/s孔板压降△PPa孔流系数雷诺数Re10.2550.392136.7880.7497191.16820.3660.563254.0360.78910321.4430.4800.738429.9060.79513536.3240.5220.803615.5480.72314720.7450.6480.997977.0600.71218274.0360.7081.0891143.1600.71919966.0770.7921.2181465.5900.71122334.9280.8581.3201641.4610.72724196.1791.0801.6622853.0150.69530456.71101.2601.9393966.8640.68735532.83111.3862.1324719.2000.69339086.12121.5302.3546008.9190.67843147.01..孔板流量计C0-Re关系图孔板流量计C0-Re关系单对数坐标图..七、结果及讨论（ResultsandDiscussions）讨论由Co随Re的变化趋势图可知，孔板流量计的孔流系数Co随Re的增大而减小。随着雷诺数的增加，C0减小的趋势也递减。但总体来说与教材图1-33出入较大。原因可能是压差计量程所限，曲线后半段的直线实验未能测得表示，以及操作误差导致数据不精确。思考题1.孔流系数与哪些因素有关答孔流系数由孔板锐口的形状、测压口的位置、孔径与管径之比和雷诺准数有关。2.本实验中水箱实际上起到那种测量仪表的作用答本实验中，通过测算单位时间内水箱内液面升高的高度来计算体积流量，因此水箱起到流量计的作用。3.测量主管道内有空气会对实验结果影响吗为什么答会。因为管道内有空气，则管道内流体就不是纯物质，而是气液混合物，其相应密度、粘度等物性也会发生改变。4.从实验中，可以直接得到R-V的校正曲线，经整理也可以得到C0-Re的曲线，这两种表示方法各有什么优点答C0-Re的曲线表示方法更直接、更准确，R-V的校正曲线方法因为相应坐标数值可鈭直接测量，所以更方便。成绩评定..指导教师（Instructor）_______________年月日
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一、孔板流量计(又称差压式流量计)介绍
孔板流量计(又称差压式流量计)，是由一次检测件(节流件)和二次装置(差压变送器和流量显示仪)组成，广泛应用于气体、蒸汽和液体的流量测量。具有结构简单，维修方便，性能稳定，使用可靠等特点。
孔板节流装置是标准节流件可不需标定直接依照国家标准生产，1.国家标准GB2624-81<流量测量节流装置的设计安装和使用;2.国际标准ISO5167<国际标准组织规定的各种节流装置;3.化工部标准GJ516-87-HK06。
二、工作原理
充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节流件附近造成局部收缩，流速增加，在其上、下游两侧产生静压力差。
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节流装置由节流件、取压装置(包括取压口、引压管和阀门等)、配套法兰组成，有时也包括符合标准的前、后直管段。标准节流装置有标准孔板、标准喷嘴、标准文丘里管。标准孔板按取压方式分角接(环室或钻孔)取压、法兰取压、径距取压；标准喷嘴按形式分喷嘴、长径喷嘴；标准文丘里管按形式分文丘里喷嘴、文丘里管(粗铸或机械加工或卷板)。非标节流装置有小口径孔板、1/4圆孔板、圆孔板、圆缺孔板、偏心孔板、双重孔板、内藏孔板、锥形入口孔板等。其它形式的节流装置有皮托管、均速管、楔形、锥形等。
使用标准节流装置时，流体的性质和状态必须满足下列条件：
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b—瓦斯浓度校正系数，由有关手册查取；
△h—孔板两侧的静压差，mmH2O，由现场实际测定获取；
δP—压力校正系数；
δT—温度校正系数；
x--混合气体中瓦斯浓度，%；
t--同点温度，℃；
a0--标准孔板流量系数；(在相关手册中查出)
m--孔板截面与管道截面比；
D--管道直径，米；
PT--孔板上风端测得的压力，毫米水银柱；
pT=测定当地气压(毫米水银柱)+该点管内正压(正)或负压(负)(毫米水柱)÷13.6
为了计算方便，将δT、δP、b、K值分别列入表1、表2、表3、表4中。
抽采的纯瓦斯流量，采用下式计算：
Qw=x·Q(6)
式中x—抽采瓦斯管路中的实际瓦斯浓度，%。
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